基于虛擬子陣的共形陣列降維信號(hào)處理算法研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和國(guó)防科技的快速發(fā)展對(duì)陣列天線提出了新的要求，如在飛行器、航行器或高速列車上加載天線，以便進(jìn)行遙測(cè)遙控和可靠通信。然而，受限于載體外形或空間等原因，傳統(tǒng)陣列無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，這時(shí)需要用到共形陣列天線。共形陣列天線復(fù)雜的電磁特性導(dǎo)致其建模與信號(hào)處理難度加大，給共形陣列的研究及其工程應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。
　　虛擬內(nèi)插技術(shù)通過(guò)變換矩陣將共形陣列映射到平面陣列，進(jìn)而可利用傳統(tǒng)的基于均勻線陣、平面陣列的算法進(jìn)行信號(hào)處理；且變換矩陣

2、的求解是個(gè)離散過(guò)程，只需根據(jù)陣列結(jié)構(gòu)計(jì)算一次并存儲(chǔ)于系統(tǒng)中即可。利用虛擬內(nèi)插技術(shù)進(jìn)行共形陣列信號(hào)處理，其優(yōu)點(diǎn)在于原理簡(jiǎn)單、算法運(yùn)算復(fù)雜度低且易于實(shí)現(xiàn)。
　　本文研究基于虛擬內(nèi)插技術(shù)的共形陣列信號(hào)處理算法，重點(diǎn)研究具有規(guī)則形狀的共形陣列，主要工作包括以下三個(gè)方面：
　　（1）分析MUSIC算法應(yīng)用于三維柱面共形陣列的情況，提出偏置MUSIC算法解決三維柱面陣列的陣元遮擋問(wèn)題；通過(guò)自適應(yīng)子陣分割確定信號(hào)DOA對(duì)應(yīng)的子陣與俯仰角、

3、方位角區(qū)間，再利用相應(yīng)子陣在預(yù)估區(qū)間上進(jìn)行精確搜索，可以低運(yùn)算復(fù)雜度獲得高精度DOA估計(jì)結(jié)果。
　?。?）結(jié)合虛擬內(nèi)插技術(shù)和坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的思想，提出基于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的二維柱面共形陣列DOA估計(jì)算法，將傳統(tǒng)的基于虛擬內(nèi)插技術(shù)的DOA估計(jì)算法需要的多個(gè)變換矩陣減少到一個(gè)，在保持算法性能的同時(shí)使DOA估計(jì)過(guò)程更加簡(jiǎn)單。
　　（3）利用虛擬內(nèi)插技術(shù)和自適應(yīng)對(duì)角線加載SMI算法，對(duì)柱面共形陣列進(jìn)行波束形成，進(jìn)而對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)波束形成進(jìn)行討論，結(jié)果